表面工程表面分析技术(共62张课件).pptxVIP

表面工程表面分析技术;一、外观检测（visualexamination）;不平整、针孔、氧化、脱皮、飞溅、表面裂纹、

剥落、麻点、鼓泡、缩孔、疏松、斑点、毛刺、擦伤等;二、表面结构的表征;X射线衍射（XRD,X-rayDiffraction）;X射线衍射分析的应用;XRD物相定性分析的过程;XRD定量分析;;俄歇电子能谱分析（AES,AugerElectronSpectrum）

;俄歇分析的选择;主要组成部分：电子枪、能量分析器、二次电子探测器、（样品）分析室、溅射离子枪和信号处理与记录系统等。;直接谱与微分谱;AES定性分析

实际分析的俄歇电子谱图是样品中各种元素俄歇电子谱的组合，定性分析的方法是将测得的俄歇电子谱与纯元素的标准谱图比较，通过对比峰的位置和形状来识别元素的种类。

AES定量分析

俄歇电子强度与样品中对应原子的浓度有线性关系，据此可以进行元素的半定量分析。

;成分深度分析;微区分析;组成：M283恒电位/恒电流仪、M1025频率相应仪、腐蚀电池、计算机和打印系统

如图以Mg

不同元素的原子，其电子结合能不同，电子结合能是特征性的。

铜盐使涂层产生点蚀、裂纹和剥落、碎裂等

影响因素：真空的影响、电子损伤的影响、电子束透射能力的影响

结合强度（附着力）试验

目的：检查涂层抵抗环境腐蚀的能力，考察其防护基体的寿命。

俄歇电子能谱（AES）是用具有一定能量的电子束(或X射线)激发样品俄歇效应，通过检测俄歇电子的能量和强度，从而获得有关材料表面化学成分和结构的信息的方法。

TiC涂层的XRD的谱线

俄歇电子能谱（AES）是用具有一定能量的电子束(或X射线)激发样品俄歇效应，通过检测俄歇电子的能量和强度，从而获得有关材料表面化学成分和结构的信息的方法。

照明系统、样品室、

显微观测：就是对受腐蚀的试样进行金相检查或断口分析，或者用扫描电镜、透射电镜、电子探针等做微观组织结构和相成分的分析

人工加速模拟盐雾环境试验

醋酸盐雾（AASS）试验：140~240h，5%NaCl，乙酸调整，温度同上

定义：涂层与基体结合面承受切线方向剪切应力的极限能力

对于Z≤14的元素，采用KLL俄歇电子分析；;XPS图谱;X射线光电子能谱仪

XPS仪由X射线激发源、样品???、电子能量分析器、检测器系统、超高真空系统等部分组成。;X射线光电子能谱仪;定性分析

不同元素的原子，其电子结合能不同，电子结合能是特征性的。因此，我们可以根据电子的结合能对物质的元素种类进行定性分析。

半定量分析

经X射线照射后，从样品表面某原子出射的光电子的强度是与样品中该原子的浓度有线性关系，因此，可以利用它进行元素的半定量分析。;硅晶体表面薄膜的物相分析

对薄膜全扫描分析得下图，含有Zn和S元素但化学态未知。;为得知Zn和S的存在形态，对Zn的最强峰进行窄扫描，其峰位1022eV比纯Zn峰更高，说明Zn内层电子的结合能增加了，即Zn的价态变正，根据含有S元素并查文献中Zn的标准谱图，确定薄膜中Zn是以ZnS的形式存在的。;宏观形貌：体视显微镜、（数码）照相机;手段：光学显微镜、电子显微镜（SEM、TEM）

目的：涂层微观组织结构

过程：取样→镶嵌→磨制→抛光→腐蚀→金相试样→观察（OM、SEM或TEM）;SEM（Scanningelectronmicroscope）;扫描电镜的构造;SEM试样的制备;宏观硬度（平均硬度）：布氏、洛氏和维氏硬度计，以涂层整体大范围压痕为测定对象

各相物质均具有其独具的晶体结构。

评价：试样失重、磨损形貌、磨屑分析

计算面间距d值和测定相对强度Ⅰ/Ⅰ1

微分谱：由直接谱微分而来，是dN(E)/dE对E的分布[dN(E)/dE~E]。

定性检测，栅格试验、弯曲试验、冲击试验、杯突试验

SEM（Scanningelectronmicroscope）

大气暴露（即户内外曝晒）试验

大气暴露（即户内外曝晒）试验

一、外观检测（visualexamination）

评价：试样失重、磨损形貌、磨屑分析

以试样腐蚀前后的重量差来表征腐蚀速度

手段：光学显微镜、电子显微镜（SEM、TEM）

表面缺陷的种类及特点：

砂纸或砂布装在圆盘上，作为试验机的磨料;背散射电子原子序数衬度应用

背散射电子的信号即可以用来进行成分分析，也可以用于形貌分析，但是他进行形貌分析的分辨率远比二次电子低

利用原子序数造成的衬度变化对金属和合金进行定性的成分分析，试样中重元素对应于图像上的亮区，轻元素对应暗区;TEM（Transmissionelectronmicroscope）;TEM的结构

电子光学系统

照明系统、样品室、

成像系统、观察记录系统

电源与控制系统

真空系统;T